基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别方法、系统和设备与流程

本发明涉及地下工程的计算机视觉识别，更具体地说，它涉及一种基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别方法、系统和设备。

背景技术：

1、在工程地质领域，地下洞室围岩的节理裂隙检测主要依赖地质工程师现场识别。存在主观性强，误差大；效率低；数据难以数字化等问题。

2、目前计算机视觉和深度学习技术被引入裂隙识别领域，但仍存在以下关键问题：

3、1、由于洞室环境复杂，拍摄的岩壁图像常出现由强光照射引发的局部过曝或阴影遮挡引发的欠曝。

4、2、爆破施工后，岩壁残留大量直径通常为5-10cm且形状与真实裂隙相似的炮孔。现有识别技术未针对炮孔干扰进行优化，因此容易误将炮孔识别为裂隙。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别方法、系统和设备，解决了现有技术因在识别地下洞室围岩岩壁的裂隙时精确度不足，容易将炮孔判别为裂隙的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、本发明的第一方面，提供了一种基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别方法，方法包括：

4、获取地下洞室岩壁的第一图像；

5、对所述第一图像进行聚类，得到第一图像明暗区域的聚类结果；

6、根据所述聚类结果对所述第一图像明暗区域进行光照均衡处理，得到光照均衡后的第二图像；

7、采用改进后的yolov10模型对所述第二图像进行分割，得到地下工程洞室围岩裂隙和炮孔的识别概率图；其中，所述改进后的yolov10模型具体为：将yolov10模型的主干网络的conv模块层替换为spdconv模块层；其中，所述主干网络的第一个c2f特征层与spdconv模块层连接，所述spdconv模块层输出的特征与第二个c2f特征层输出的特征拼接。

8、本发明的第二方面，提供了基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别系统，系统包括：

9、图像获取模块，用于获取地下工程洞室围岩的第一图像；

10、图像聚类模块，用于对所述第一图像进行聚类，得到第一图像明暗区域的聚类结果；

11、图像处理模块，用于根据所述聚类结果对所述第一图像明暗区域进行光照均衡处理，得到光照均衡后的第二图像；

12、裂隙识别模块，用于采用改进后的yolov10模型对所述第二图像进行分割，得到地下工程洞室围岩裂隙和炮孔的识别概率图；其中，所述改进后的yolov10模型具体为：将yolov10模型的主干网络的conv模块层替换为spdconv模块层；其中，所述主干网络的第一个c2f特征层与spdconv模块层连接，所述spdconv模块层输出的特征与第二个c2f特征层输出的特征拼接。

13、本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；

14、存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令；

15、处理器，用于执行所述程序指令，以使所述电子设备执行如本发明的第一方面提供的一种基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别方法的步骤。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明首先对第一图像进行聚类处理，从而划分出第一图像中的明暗区域，在此聚类划分的基础上执行分区的自适应光照补偿，针对不同亮度区域动态调整增强参数，消除高光或阴影区域对裂隙特征的干扰，确保裂隙和炮孔识别的稳定性；其次，本发明对原始yolov10主干网络和检测头进行改进：将第一个c2f特征层经过spdconv模块层得到小目标信息特征，再与第二个c3f特征层输出的特征拼接融合，改进后的yolov10模型的卷积模块为spdconv模块层，spdconv模块层通过替代原始yolov10的步长卷积和池化采样层，减少了信息的丢失，并增强了对重要细节的提取，从而提高了识别模型在处理岩壁小目标和低分辨率图像时的识别性能。

1.一种基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别方法，其特征在于，方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一图像进行聚类，得到第一图像明暗区域的聚类结果，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述聚类结果为过曝区，则根据所述聚类结果对所述第一图像明暗区域进行光照均衡处理具体包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述聚类结果为正常区，则根据所述聚类结果对所述第一图像明暗区域进行光照均衡处理具体包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述聚类结果为欠曝区，则根据所述聚类结果对所述第一图像明暗区域进行光照均衡处理具体包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用改进后的yolov10模型对所述第二图像进行分割之前，所述方法还包括：采用非局部均值去噪算法对第二图像进行去噪处理；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改进后的yolov10模型的损失函数为：

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种基于自适应光照补偿的地下工程洞室围岩裂隙和炮孔识别系统，其特征在于，系统包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；